Integration Construction of Hybrid Electrocatalysts for Oxygen Reductions

材料科学 催化作用 合理设计 纳米技术 燃料电池 杂原子 氧还原反应 大规模运输 设计要素和原则 氧还原 铂金 生化工程 化学工程 工程类 化学 系统工程 电化学 电极 有机化学 物理化学 戒指(化学)
作者
Lei Huang,Huiting Niu,Chenfeng Xia,Fumin Li,Shahid Zaman,Bao Yu Xia
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:36 (32) 被引量:1
标识
DOI:10.1002/adma.202404773
摘要

Abstract There is notable progress in the development of efficient oxygen reduction electrocatalysts, which are crucial components of fuel cells. However, these superior activities are limited by imbalanced mass transport and cannot be fully reflected in actual fuel cell applications. Herein, the design concepts and development tracks of platinum (Pt)‐nanocarbon hybrid catalysts, aiming to enhance the performance of both cathodic electrocatalysts and fuel cells, are presented. This review commences with an introduction to Pt/C catalysts, highlighting the diverse architectures developed to date, with particular emphasis on heteroatom modification and microstructure construction of functionalized nanocarbons based on integrated design concepts. This discussion encompasses the structural evolution, property enhancement, and catalytic mechanisms of Pt/C‐based catalysts, including rational preparation recipes, superior activity, strong stability, robust metal‐support interactions, adsorption regulation, synergistic pathways, confinement strategies, ionomer optimization, mass transport permission, multidimensional construction, and reactor upgrading. Furthermore, this review explores the low‐barrier or barrier‐free mass exchange interfaces and channels achieved through the impressive multidimensional construction of Pt‐nanocarbon integrated catalysts, with the goal of optimizing fuel cell efficiency. In conclusion, this review outlines the challenges associated with Pt‐nanocarbon integrated catalysts and provides perspectives on the future development trends of fuel cells and beyond.
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